信令数据监测系统总体技术方案
移动通信网信令监测系统（CS域和PS域）
技术方案建议书
目录
1 综述 (1)
1.1 系统概述 (1)
1.2 公司简介 (1)
2 系统总体结构 (2)
2.1 总体构架示意图 (2)
3 采集系统 (3)
3.1 信令消息采集方案 (3)
3.1.1 高阻跨接 (3)
3.1.2 交换机镜像 (4)
3.1.3 以太网分路器 (7)
3.1.4 分光器 (9)
3.2 采集系统组网方案 (10)
3.2.1七号信令集中式组网方式 (10)
3.2.2七号信令分散式组网方式 (12)
3.2.3IP数据采集组网方式 (13)
3.3 利旧已有七号信令采集系统的基本思路 (15)
3.4 信令数据存储 (15)
3.4.1 数据类型 (15)
3.4.2 原始信令消息存储 (16)
3.4.3 xDR存储 (16)
3.4.4 统计数据存储 (16)
3.5 信令数据传输TBD (16)
3.6 信令采集设备及配置计算方法 (16)
3.6.1 七号信令采集接入设备 (16)
3.6.2 IP信令采集接入设备 (23)
3.6.3 数据聚合、分流设备 (24)
3.6.4 前端机（DCS） (24)
3.6.5 SDR关联服务器 (25)
3.7 时间同步 (25)
4 应用系统 (25)
5 网络拓扑设计 (26)
5.1 远端站 (26)
5.2 中心站 (26)
5.3 远端站和中心站之间的连接方式 (26)
6 总体解决方案设计....................................................................................错误!未定义书签。
6.1 系统构架说明................................................................................错误!未定义书签。
7 详细建设方案设计....................................................................................错误!未定义书签。
7.1 一枢纽15层..................................................................................错误!未定义书签。
7.2 一枢纽7层....................................................................................错误!未定义书签。
7.3 二枢纽5层....................................................................................错误!未定义书签。
7.4 二枢纽7层....................................................................................错误!未定义书签。
7.5 三枢纽5层....................................................................................错误!未定义书签。
7.6 三枢纽4层....................................................................................错误!未定义书签。
7.7 三枢纽3层....................................................................................错误!未定义书签。
7.8 中心站（二枢纽16层）..............................................................错误!未定义书签。
7.8.1 系统网络构架....................................................................错误!未定义书签。
7.8.2 系统关键指标说明............................................................错误!未定义书签。
7.8.3 机房占地及耗电要求........................................................错误!未定义书签。
1综述
1.1系统概述
随着移动运营商网络智能化、IP化工作及3G网络建设、2G/3G网络互通工作的深化，网络结构日益复杂，提供的业务越来越多，如何提高网络质量以及有效利用网络资源而开展的日常优化工作，其工作重点是改善客户的感知度，如何优化信令网络结构和配置被提到越来越重要的地步。
核心网网络优化平台是通信网络运行维护的重要支撑系统之一。核心网网优平台以不影响网络运行的高阻跨接、端口镜像、以太网分流、分光等方式采集各类信令和协议数据，进行信令和协议的解码，合成CDR/TDR，再现业务接续全过程，进行网络和业务各类指标统计，从而使网络维护人员掌握和分析网络和业务运行情况。同时通过更细粒度的深入分析，和对呼叫全程的各段协议的流程关联，完成端到端的呼叫分析，更是网络优化的重要工具。通过对呼叫全程全网的分析能够使网络优化工作不仅停留在无线网络部分和问题表象上，更能够深挖到全网各个环节，对问题的彻底解决起到更直接的支持保障作用。
1.2公司简介
北京思倍驰科技有限公司于1992年创立，现有员工100余人，研发人员占30%以上。公司位于北京市海淀区中关村，为北京市高新企业。
公司的经营范围包括：计算机通讯产品、电信设备的研发、生产、销售、工程及售后服务等。通过了ISO9001国际标准认证。
公司的主要产品是：
●动力设备及环境集中监测系统（PES）
●移动通信网络覆盖监测系统（MCNCTS）
●移动网络核心网网优系统
●GPRS数据业务监测系统（DSM）
●光纤监测系统
●多媒体公用电话系统
●CDMA移动通信直放站
●环境保护监测系统
公司产品遍及全国十多个省市和地区，在全国十多个省会城市设立了售后服务中心。同时在北京、上海、哈尔滨设有研发基地，为产品提供了强有力的技术与售后服务保证。
中国联通是思倍驰公司的重要客户，多年来，思倍驰为中国联通北京、内蒙古、湖北、黑龙江等分公司提供了良好的产品和服务，受到中国联通总部和分公司的一致好评。
2系统总体结构
2.1总体构架示意图
2.2中心站说明
中心站放置数据库服务器、应用服务器、存储设备、图形工作站及网络互联设备等。七
号信令的采集设备都设置在中心站，实现全集中的组网方式，各地市的链路经由SDH传输网络，送到中心的采集设备中进行统计的采集、解码，并就地进行相应的统计分析，最后完成CDR/TDR及统计数据的入库工作；TAP 的IP 采集处理在远端处理，进行整合生成CDR/TDR，通过局域网把CDR./TDR送到中心，整个过程在一个局域网中完成，中间没有广域网的连接，可以在最大限度内减少系统迟延。
同时，根据用户要求和网络情况中心站还可以配置了二级DXC设备，通过二级DXC 设备，收敛上来的链路数据合理的分配到相应的采集板卡上；对与网间链路而言，可以方便的复制一份，并按照目前送往信产部网间监测互联互通系统的信令排列格式送一份一样的数据给管局。
2.3远端站说明
由于远端IP 采用TAP 采集，TAP 数据必须经过服务器处理封装才能发送到中心，我们可以采用边采集边进行整合处理，经处理过的CDR/SDR数据传送到中心。远端按放IP 采集设备，考虑增加机柜。
3采集系统
3.1信令消息采集方案
3.1.1高阻跨接
信令高阻跨接是对当前七号信令进行采集的方式，在E1（有75欧姆，120欧姆两种电阻规格）链路上面加一个电阻远超过E1本身电阻的高阻设备，以保证在基本不影响信令质量的情况下获得微弱的信令信号，并加以放大用于监测信令。
高阻跨接的作用就是为了原信令系统的安全，信令监测系统不对主设备产生任何影响。但高阻跨接出来的信号强度会有所降低。
优点：
●完全独立于信令网络及交换设备；
●不对现有网络产生任何影响或增加任何负担；
●适用于所有交换系统。
缺点：
●需要增加收敛设备的投资。
主要针对的接口包括：
SS7、GSM、SMSC、GPRS（Gb、Gr）等。
3.1.1.1信令收敛设备DXC
数字交叉连接设备DXC（Digital Cross Connect ) ，是现代通信网络中最重要的设备之一，它是一种具有一个或多个PDH或SDH信号端口，并至少可以对任何端口之间接口速率信号进行可控连接和再连接的设备。数字交叉连接设备常用DXC m/n表示，m，n为自然数，表示数据速率等级。m表示端口速率的最高等级；n表示交叉连接矩阵中进行交叉连接和数据流数据的最低等级；数字0表示64Kbps；数字1，2，3，4分别表示PDH中1-4次群的速率；数字4还表示SDH中STM-1等级，数字5表示STM-4，数字6表示STM-16。例如：DXC 1/0表示端口数速率为2.048Mbps；交叉连接速率为64K。
通过DXC，可以将多条64k链路（最多15条）收敛到一个E1中传输，从而节省传输资源。
3.1.2交换机镜像
端口镜像（port Mirroring)是把交换机一个或多个端口（VLAN）的数据镜像到一个或多个端口的方法。
图：端口镜像示意图
交换机把某一个端口接收或发送的数据帧完全相同的复制给另一个端口；其中被复制的端口称为镜像源端口，复制的端口称为镜像目的端口。
端口镜像通常有以下几种别名：
●Port Mirroring：通常指允许把一个端口的流量复制到另外一个端口，同时这个端口
不能再传输数据。
●Monitoring Port：监控端口
●Spanning Port：通常指允许把所有端口的流量复制到另外一个端口，同时这个端口
不能再传输数据。
●SPAN port：在Cisco 产品中，SPAN 通常指Switch Port ANalyzer。某些交换机的
SPAN 端口不支持传输数据。
以下是几种实现端口镜像的方式：
图：端口镜像原理图一
图：端口镜像原理图二
图：端口镜像原理图三
用端口镜像的方式获取监测数据操作和实现简单，无需中断业务，但流量大时会增加设备负荷。
3.1.3以太网分路器
在网络分析监测领域，TAP是Test Access Point的首字母缩写，也叫分光器/分路器。分光是数据通过光纤传输；分路是数据通过网线传输。
粗浅的说，TAP的概念类似于“三通”的意思，即原来的流量正常通行，同时分一股出来供监测设备分析使用。这只是最简单的Tap的概念，目前的技术发展已经产生出很多种的TAP：有可以把多条链路汇聚起来的TAP、有把一条链路流量分成几份的Regeneration TAP、有Bypass TAP、有Matrix TAP Switch等等，已经不能再用“三通”这个词去简单概括了。
从功能来讲，TAP的出现是整个监控/监测领域的巨大革命，它从根本上改变了监测分析系统的接入方式，使得整个监测系统有了完整灵活的解决方案。目前业界比较流行的TAP 品牌有NetOptics，VSS等等。
图：1进1出分上下行输出监测数据的TAP
图：TAP分流原理图
如上图所示的TAP上面共有4个RJ-45接口，A、B、Tap A和Tap B。其中A口和B口直接与被测链路串接，Tap A 和Tap B两个端口接入前端机采集卡。
如果TAP要接入的链路的两端设备分别是交换机和路由器，则交换机和路由器之间本身是用直连线连接的。此时无论该直连线的线序如何，且无论是遵循T568A还是T568B的
标准，当TAP接入的时候，交换机与TAP的A口，路由器与TAP的B口依然各自用直连线相连即可，这样即保证了TAP在接入网络链路的时候不会影响和改变原来链路的连通性。
如果TAP要接入的链路的两端设备分别是交换机A和交换机B，则交换机A到交换机B本身用的是交叉网线。而当TAP要接入的时候，可以将交换机A与TAP的A口用交叉线相连，交换机B与TAP的B口用直连线相连；或者交换机A与TAP的A口用直连线，交换机B与TAP的B口用交叉线进行连接。保证TAP在接入网络链路的时候，能使整条链路的数据传输与原来两交换机之间传输时一致，不会影响和改变原来链路的连通性。
至于TAP上其它两个旁路数据接口Tap A和Tap B，这两接口与数据前端机连接时永远都采用直连线连接，进行数据的捕获。
图：TAP分流示意图
适用的接口包括各类千兆、百兆电口，如：V oIP网关，W AP网关，Gn/Gi接口等。
TAP方式不增加设备负荷，第一次接入时需短时间中断业务。
3.1.4分光器
图：各类分光器
图：分光原理图
光口分光器本身是一个单向的无源器件，分光比控制在8：2（或7:3，根据用户的要求
确定），采集的光能只占光纤链路光能的小部分，不会影响到干路的正常数据传输。
支持SC、LC等多种光纤接口以及SM、MM等多种光纤，所以，需要根据原链路光纤接口和监测设备的光纤接口进行配置。
接入时需注意链路方向即接口的正确性：需严格按照2入4出的方向来接，被测设备和交换机的“出”分别接入分光器的2“入”，分光器的1、2“出”接回到被测设备和交换机的“入”口，3、4“出”接到采集卡的2个“入”口，保证光路的方向一致和畅通。
在加入分光器获取监测数据时，不增加设备负荷，第一次接入时需短时间中断业务。适用的接口包括各类光纤接口，如155、622、GE等。
3.2采集系统组网方案
一般情况下，IP 数据采用远端采集和处理；七号信令数据在中心进行采集处理。这主要是因为IP数据量较大，经过预处理后，仅将需要处理的数据传到中心统一处理，减少了数据传输量，节省了传输带宽。而七号信令数据量本身相对较少，传输带宽要求较少。而且统一到中心进行处理，还有助于处理STP信令转接点的配对。
但是，随着移动通信网络的发展，移动通信网络的呼叫量已经远远超过了传统固话领域，造成信令数据量的增加。现在大量的信令传输都是采用高速2M链路，如果将这些信令都集中到中心处理，就需要大量的传输资源。
七号信令采集系统采用集中还是分散组网方式，需要根据现场的传输资源确定。在实际部署时，优先考虑半分散方式和集中方式。尽量避免集中和全分散方式混合使用。
3.2.1七号信令集中式组网方式
在中心仅放置数据库服务器、应用服务器、存储设备、图形工作站及网络互联设备等。七号信令的采集设备都设置在中心站，实现全集中的组网方式，各地市的链路经由SDH传输网络，送到中心的采集设备中进行统计的采集、解码，并就地进行相应的统计分析，最后完成CDR/TDR及统计数据的入库工作。
图：七号信令集中采集示意图
如果需要中心站可以配置了二级DXC设备，通过二级DXC设备，收敛上来的链路信息而已被合理的分配到相应的采集板卡上；对与网间链路而言，可以方便的复制一份。
各个地市机房只设置DXC设备（信令收敛设备），将所有链路高阻跨接后由DXC收敛后利用传输送到中心站。同时DXC设备可以通过带内网管的方式被远程控制，因此地市的机房在工程安装结束后基本上可以做到无需人工职守，这也是全集中组网的优势所在。
采用这种方式的好处在于：
●各采集点的硬件投资少，如各采集点都上监测设备，同时就需要在每个采集点放置
路由器，投资大且维护困难。
●节省传输资源，用收敛方式来传输信令信息，和链路的ERL负荷无关，而用DCN
或路由器组网，由于应用TCP/IP传输协议的开销（TCP/IP V6.1的效率在高负荷时
只有50%）使得在ERL数增大时会产生传输瓶颈，要达到要求只能增加传输电路。
●DXC可以直接安放在用户空闲的标准机架上，支持220V及-48V两种标准电源，
如果有空闲机架则可以节省大量采购机架的费用。
●配对STP信令转接点方便。在CDR及TDR形成的过程中，配对信令点间要频繁
交换信息，负荷高就会造成传输拥堵。采用收敛到中心站集中处理的方式，可以避
免传输的拥堵。
●集中处理可以节约在个采集点的硬件投资。
3.2.2七号信令全分散式组网方式
集中式组网方式的缺点是占有E1 的传输资源，在2M 链路比较多的站点，同时在传输比较困难的情况下，可以考虑七号信令分散式组网方式。所谓分散是把采集板和机框放在远端处理，经采集板原始信令通过DCN 网发送到中心进行后续处理。
优点：可以减少DXC的使用，对E1传输的要求低。
缺点：需要远端树机架，采集机框有时不能满配，增加维护工作。
图：七号信令全分散采集示意图
3.2.3七号信令半分散式组网方式
为统一处理64K链路和高速2M链路，可以采用远端部署采集设备，中心站统一设置前端机的方式。这样，既节省了DXC数量（高速2M上传输之前必须通过DXC放大），又
节省了SDH传输资源。如下图所示：
图：七号信令分散采集示意图
当高速2M链路较多时，采用半分散式组网方式。
3.2.4IP数据采集组网方式
IP数据采集如果没有把原始数据汇聚到中心，远端需要配置采集服务器。时间同步在远端完成。
对于MC流量比较低的站点，可以通过采集路由处理后，通过DCN 网把原始信令发送到中心进行后续处理；也可以在远端进行采集整合处理，仅把CDR/TDR 等数据发送到中心，原始数据在远端存储，以减轻网络流量。
对于PS域的处理，由于IP 数据流量比较大一般采用远端整合处理，仅把CDR/TDR 等数据发送到中心，原始数据在远端存储。
IP数据采集根据接口类型和采集方案可以选择镜像、TAP、分光器等。
需要汇聚、分流时，可以选择相应的汇聚、分流设备，如具备特殊功能的TAP。
所以，IP数据的采集，需要在远端安放IP 采集设备和采集服务器，一般情况下需要增加机柜。
3.3利旧已有七号信令采集系统的基本思路
目前有许多运营商已经建设或部分建设了七号信令监测系统，原有的七号信令链路已经进行了高阻跨接，如果重新进行采集会造成重复建设，为了充分利用原采集系统的资源，一般通过将原始信令复制到本系统的方式。具体思路如下：
1)从远端一级DXC 复制信令，通过传输把全集原始信令复制到本系统，除不增加高
阻设备外，需要传输与中心采集板处理，利旧价值不高，一般在本系统与原采集系
统不在同一中心点的情况下使用；
2)原采集系统中心二级DXC复制，把全集原始信令复制到本系统，同样需要采集板
处理，利旧价值一般，一般在本系统与原采集系统在同一中心点的情况下使用和原
采集系统采用集中方式处理时使用；
3)如果从原采集系统经采集板处理后复制原始数据（需经过采集服务器路由），只有
本系统与原采集系统在同一网络内，可以接收到原始信令，不需要采集板处理，利
旧价值高，本系统与原采集系统位置无关。
由于前两种方案由本系统自己打时间戳，可以保证各接口的信令的时间同步；后一种方式如果原采集系统与本系统不是使用同一时间源，就不能保证各接口的消息时间同步，本各接口信令消息关联的质量会受到一定的影响。
3.4信令数据存储
3.4.1数据类型
1)原始数据：从被采集端口直接采集到的数据；
2)SSR（Session Signal Record）：如果是七号信令，则等同于原始数据，如果是PS域
消息，则从原始数据中去除消息内容的数据，不作合并处理，保留信令的交互信息；
3)TDR（Transaction Detail Record）：经过合成、配对后的信令数据，包含关键字段；
4)SDR（Session Detail Record）：用户完成一次会话的全记录，包含主要的关键字段；
5)统计数据：KPI、相关分析统计后生成的数据。
3.4.2原始信令消息存储
如果被监测链路的数量较大并且负荷较高，采用数据库方式集中存储是不可行的。因为数据库的入库时间长，特别是在索引较多的情况下更加明显，而且数据传输明显存在瓶颈，建议采用分布式存储的方式，消息存储于各监测设备上，采用文件方式存储，文件结构满足灵活的查询条件，使得消息存储不存在瓶颈。
3.4.3xDR存储
xDR（含TDR和SDR）数据传输到中心站，存入数据库，以便进一步分析处理。3.4.4统计数据存储
统计数据传输到中心站，存入数据库，以便进一步分析处理。
3.5信令数据传输TBD
3.6信令采集设备及配置计算方法
3.6.1七号信令采集接入设备
E1端口采集接入设备包括三种方式：
1)高阻跨接方式：将高阻隔离器件跨接在交换侧DDF架的E1中继端口上，进行信
令数据采集，配置DXC设备进行信号放大，并对64K信令链路进行收敛，不对现
有网络产生任何影响或增加任何负担，但需要增加收敛设备DXC的投资。
2)交换机内部收敛终结接入方式：由交换机将分布在多个E1中的64K信令链路收敛
到仅承载信令链路的专用E1中。无须高阻跨接，采集设备可直接从专用E1端口
采集信令数据，依赖于交换设备，增加交换机处理负荷。
3)分光器方式：分光器方式用于监测以光纤为载体的链路。分光器的测试接入端接入
到信令采集系统。
一般情况下，都采用高阻跨接方式采集七号信令数据。
3.6.1.1 三通高阻隔离器
图：西门子三通高阻隔离器
DDF 架是电信服务供应商使用的数字信号配接设备。通常是将E1信号通过DDF 架转接之后，送到用户处或者送入传输系统。
DDF 架是框架式结构，主框架之间有多排接插件架。每层接插件架上有若干组接插件。下图所示即一个最小的接线单元，每组接插件有两个固定在插件架上的连接端子，共用于一个E1，这两个连接端子都是公的（局端传输电缆上连接端子的都母的），一个用于输入，一个用于输出。输入输出信号线都由框架内部走线进行连接。
图 DDF 架一般接线方式